УСТАНОВКА КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2001 года по МПК F24F3/14 

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и особенно к устройствам охлаждения приточного воздуха.

К настоящему моменту разработан и использован в промышленности способ охлаждения воздуха, названный косвенно-испарительным и реализуемый различными устройствами [1-4].

Известно устройство, содержащее нагнетатель воздуха, емкость для рабочего вещества (жидкости) и теплообменник, имеющий два канала - сухой, со стенками, не имеющими покрытия, и находящийся в тепловом контакте с ним влажный канал, стенки которого покрыты слоем пористого материала, соединенным с емкостью для рабочего вещества. Подаваемый нагнетателем воздух разделяется в этом устройстве на два потока, основной и вспомогательный, основной из которых проходит через сухой канал теплообменника к потребителю, а вспомогательный поток, двигаясь внутри влажного канала теплообменника, испаряет рабочее вещество с поверхности пористого материала, при этом охлаждается сам и благодаря тепловому контакту охлаждает стенки сухого канала теплообменника. Использующие такой способ устройства просты, надежны и потребляют мало энергии, но неэкономичны. Кроме того, они не могут работать при высокой влажности окружающего воздуха вследствие почти полного прекращения процесса испарения.

В качестве прототипа принято известное устройство [4] косвенно-испарительного охлаждения воздуха, имеющего основной и вспомогательный вентиляторы, корпус с поддоном для рабочей жидкости, входные и выходные патрубки, между которыми расположены основной и вспомогательный каналы, имеющие общую стенку, снабженную со стороны вспомогательного канала капиллярно-пористым покрытием, доходящим до дна поддона. Охлаждение воздуха основного потока происходит за счет испарения во вспомогательном канале рабочей жидкости, которая затем с потоком воздуха выбрасывается в окружающее пространство.

Основным недостатком устройства данного типа является необходимость использования в значительных количествах тщательно очищенной рабочей жидкости, бесполезно выбрасываемой в конечном счете в атмосферу. Другим недостатком, ограничивающим возможность применения данного устройства, остается снижение его эффективности, вплоть до полного прекращения работы, при высокой относительной влажности окружающего воздуха.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков посредством создания замкнутого цикла использования рабочих сред, в частности жидкости.

С целью устранения указанных недостатков предлагаемая установка косвенно-испарительного охлаждения воздуха снабжена влагоотделителем, вход которого соединен с выходом вспомогательного канала. Один из выходов влагоотделителя, расположенный в нижней его части, соединен с поддоном для рабочей жидкости, а другой выход, расположенный в верхней части влагоотделителя, соединен со входом во вспомогательный вентилятор.

Для повышения эффективности работы влагоотделителя он может быть расположен внутри вспомогательного канала.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки косвенно-испарительного охлаждения воздуха. На фиг. 2 - схема варианта установки с расположением влагоотделителя во вспомогательном канале.

Установка косвенно-испарительного охлаждения воздуха состоит из корпуса 1 с поддоном 2 для рабочей жидкости, основного 3 и вспомогательного 6 вентиляторов, основного канала 5, имеющего входной 4 и выходной 7 патрубки, и вспомогательного канала 8, имеющего также входной 9 и выходной 10 патрубки. Основной канал 5 и вспомогательный канал 8 являются смежными и имеют общую стенку 11, на которой со стороны вспомогательного канала 8 нанесено капиллярно-пористое покрытие 12, доходящее до дна поддона 2. К выходному патрубку 10 вспомогательного канала 8 присоединен влагоотделитель 13, выход 14 из которого, расположенный в верхней части влагоотделителя, соединен со входом вспомогательного вентилятора 6, а другой выход 15 в нижней части влагоотделителя соединен с поддоном 2.

Установка косвенно-испарительного охлаждения воздуха работает следующим образом.

Включены электроприводы (не показаны) основного 3 и вспомогательного 6 вентиляторов. Основной поток воздуха из окружающего пространства через патрубок 4 попадает в основной канал 5, охлаждается и через патрубок 7 поступает к потребителю.

Поток воздуха из вспомогательного вентилятора 6 через входной патрубок 9 попадает внутрь вспомогательного канала 8, испаряет рабочую жидкость, поднимающуюся по капиллярно-пористому покрытию 12 из поддона 2, и при этом охлаждает поток воздуха в основном канале 5.

В процессе испарения вспомогательный поток насыщается парами рабочей жидкости и через патрубок 10 переносит их во влагоотделитель 13.

Внутри влагоотделителя 13 происходит отделение паров рабочей жидкости, которая стекает через выходной патрубок 15 в поддон, замыкая оборот жидкости. Очищенный от рабочей жидкости воздух возвращается через выходной патрубок 14 во вспомогательный вентилятор 6, замыкая оборот воздуха.

Благодаря многократному повторению цикла "увлажнение-осушение" снижение влажности воздуха влагоотделителем позволяет поддерживать процесс испарения рабочей жидкости во вспомогательном канале 8 и получать при каждом цикле изменения, в сторону понижения, температуры в основном канале 5. Эти изменения обеспечивают достаточное и регулируемое для практических целей охлаждение подаваемого потребителю воздуха.

Кроме того, благодаря организации замкнутого цикла оборота рабочих сред, появляется возможность использования установок косвенно-испарительного типа независимо от погодно-климатических условий среды, а также применять их не только в стационарных устройствах, но и в различных средствах передвижения, в частности в автомобилях, тракторах, катерах и т.п.

Эффективность применения предложенной установки косвенно-испарительного охлаждения воздуха обусловлена экономией рабочей жидкости, а также затрат на ее транспортирование и очистку.

Источники информации
1. А.с. 1725029 СССР, F 24 F 3/14, Б.И. N 13, 1992 г.

2. А.с. 1758347 СССР, F 24 F 3/14, Б.И. N 32, 1992 г.

3. А.с. 1725029 СССР, F 24 F 3/14, Б.И. N 36, 1992 г.

4. Патент RU N 2001355, F 24 F 3/14, Б.И. N 37-38, 1993 г.

Устройство предназначено для использования в системах кондиционирования для охлаждения приточного воздуха. Установка снабжена основным и вспомогательным вентиляторами, корпусом с поддоном для рабочей жидкости, входными и выходными патрубками, между которыми расположены смежные каналы: основной и вспомогательный, имеющие общую стенку, снабженную канально-пористым покрытием со стороны вспомогательного канала. Установка также снабжена влагоотделителем, вход которого соединен с выходом вспомогательного канала, один выход, расположенный в нижней части влагоотделителя, соединен с поддоном для рабочей жидкости, другой выход, расположенный в верхней части влагоотделителя, соединен со входом во вспомогательный вентилятор. Техническим результатом является экономия рабочей жидкости, использование независимо от погодно-климатических условий окружающей среды, использование в средствах передвижения, в частности в автомобилях. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка косвенно-испарительного охлаждения воздуха, имеющая основной и вспомогательный вентиляторы, корпус с поддоном для рабочей жидкости, входные и выходные патрубки, между которыми расположены смежные каналы, основной и вспомогательный, имеющие общую стенку, снабженную до дна поддона капиллярно-пористым покрытием со стороны вспомогательного канала, отличающаяся тем, что установка снабжена влагоотделителем, вход которого соединен с выходом вспомогательного канала, один выход, расположенный в нижней части влагоотделителя, соединен с поддоном, а другой выход, расположенный в верхней части влагоотделителя, соединен со входом во вспомогательный вентилятор. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что влагоотделитель смонтирован внутри вспомогательного канала.